小麦赤霉病是小麦的重要真菌病害,引起小麦大面积减产,其致病菌禾谷镰刀菌产生的DON毒素还严重为害人畜健康,威胁我国粮食食品安全。微管作为细胞骨架,是苯并咪唑类杀菌剂的作用靶标。已知微管在真菌极性生长、物质运输、细胞器定位、有丝分裂和维持细胞形态等众多生物学过程中均发挥了重要作用。实验室前期研究发现禾谷镰刀菌中有两个α-微管蛋白基因(TUB4,TUB5)和两个β-微管蛋白基因(TUB1,TUB2),其中TUB1参与有性生殖调控,而TUB2则与营养生长相关。为了进一步研究TUB1和TUB2功能分化的原因以及它们与两个α-微管蛋白的关系,我们首先对Tub1和Tub2进行了共定位分析,结果发现这两个基因在生长阶段的定位并无差异。RNA定量分析显示TUB2,TUB4和TUB5的表达量在野生型PH-1和tub1突变体中无明显变化,而TUB1的表达量在tub2突变体中则有3倍左右的上调。蛋白定量结果同样表明,Tub1的蛋白表达量在tub2突变体中明显升高。蛋白定量的结果显示,Tub1的蛋白表达量在tub2突变体中显著上调,而Tub2的蛋白表达量在tub1突变体中则无明显变化,表明TUB1可能通过提高自身表达量去弥补TUB2的基因缺失。此外,TUB4和TUB5基因缺失会导致Tub1的蛋白表达量下降,而Tub2无明显变化;反之,TUB1基因缺失也导致Tub4和Tub5的蛋白表达量下降。TUB1和TUB2还在营养生长阶段存在部分功能互补;TUB2在DON毒素合成过程中也较TUB1具有更重要的功能。本研究初步揭示了禾谷镰孢菌中两个β-微管蛋白基因的功能分化不是由定位差异引起,而且对α-微管蛋白基因的影响和DON毒素合成也存在一定的功能差异,为进一步研究禾谷镰孢菌中两个β-微管蛋白基因功能分化的分子机制提供了一定的理论基础。